(57)【要約】【課題】  １対の投光器と受光器とを備えたスイッチ操作の検知部が近接して設置された場合であっても適正にスイッチ操作を行うことができ、また２線式で制御電源を供給できる近接スイッチ装置を提供することである。【解決手段】  光信号を発信する投光器１３ａ、１３ｂと、投光器１３ａ、１３ｂから発信された光信号の物体からの反射光を受信する受光器１４ａ、１４ｂとを有し、制御回路１６は、一対の投光器１３ａ、１３ｂと受光器１４ａ、１４ｂとを近接して複数対を配設したその複数個の受光器１４ａ、１４ｂから一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には、最初に検出した検出信号に対して主スイッチ回路を開閉制御する。また、電源供給回路２２は、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６に電源を供給する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を発信する投光器と；
前記投光器から発信された光信号の物体からの反射光を受信する受光器と；
一対の前記投光器と前記受光器とを近接して複数対を配設したその複数個の受光器から一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には最初に検出した検出信号に対して主スイッチ回路を開閉制御する制御回路と；
前記投光器、前記受光器及び制御回路に電源を供給する電源供給回路と；
を備えたことを特徴とする近接スイッチ装置。
【請求項２】
前記電源供給回路は、前記制御回路により時分割スイッチング動作を行う前記主スイッチ回路の主スイッチ開時に発生する主スイッチ両端電圧を整流する整流回路と；
前記整流回路で得られた直流電圧を調整し前記投光器、前記受光器及び制御回路に電源を供給する電源回路と；
を備えたことを特徴とする請求項１記載の近接スイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号に応動して負荷の入切を行う近接スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を放射する投光器と、その投光器から放射された反射光を受光する受光器とを一対として配置し、投光器が放射する光の反射光が被検出物体によって、受光器に入光または遮光されることにより被検出物体の有無を検出する近接センサーがある。
【０００３】
例えば、光信号を発光する投光器とその反射光を受光する受光器とを照明器具の本体に組み込み、人が手をかざすことによって投光器からの光信号を手で反射し、その反射光を受光器で受光して負荷であるランプの点消灯を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−２８０３９８号公報（第１図、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、１対の投光器と受光器とを複数対近接して設ける場合には、通常、人の手のひらの大きさよりも狭い間隔で配置されることになるので、人が手をかざしたとき双方の受光器が投光器からの反射光を受光することがある。つまり、複数対の投光器と受光器とを備えた近接センサーを負荷のオンオフスイッチとして使用している場合には、意図しないスイッチにも検出信号が出力されてしまうことがある。
【０００５】
一方、１対の投光器と受光器あるいは制御回路への制御電源の供給は、負荷への電源である例えば商用電源から供給しているが、負荷電源から制御電源を得る場合には負荷に電源を供給するための配線に加え、制御電源用の配線が必要となる。例えば、負荷をオンオフ制御する主スイッチへの配線２線に加え、制御電源への配線２線が必要となり、制御電源の配線２線のマイナス端子側を共通にしても３線が必要となる。
【０００６】
３線式の場合には、制御電源用の一線が必要になり、２線式である従来スイッチを１対の投光器と受光器とを備えた３線式の近接センサーで置き換えることは困難となる。また、新規で３線式の近接センサーを施工する場合にも、２線に対してもう１線となり、施工が煩雑になるとともに、材料の準備や材料の標準化ができないと言う問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、１対の投光器と受光器とを備えた近接スイッチが近接して設置された場合であっても適正にスイッチ操作を行うことができ、また２線式で制御電源を供給できる近接スイッチ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係わる近接スイッチ装置は、光信号を発信する投光器と；前記投光器から発信された光信号の物体からの反射光を受信する受光器と；一対の前記投光器と前記受光器とを近接して複数対を配設したその複数個の受光器から一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には最初に検出した検出信号に対して主スイッチ回路を開閉制御する制御回路と；前記投光器、前記受光器及び制御回路に電源を供給する電源供給回路と；を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明および以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は以下による。近接スイッチ装置は、投光器からの光信号が被検出物体により反射した反射光が受光器に入力されたときに負荷の入切を行うものである。すなわち、人が投光器に手をかざしたときの反射光が受光器に入力されたときに負荷の入切信号、すなわち動作・不動作の制御信号を出力するものである。負荷とは、例えば、照明器具のランプ、洗面台やトイレの水栓等であって、要するに動作・不動作の制御の対象となるものである。
【００１０】
投光器は光信号を発信するものであり、例えば、一定レベルのパルス信号を一定の周波数で発信する。例えば、赤外発光ダイオードで構成され、発振手段の一定周波数のパルス信号で赤外発光ダイオードは一定レベルの光信号を出力する。受光器は投光器から発信された光信号の被検出物体からの反射光を受信するものであり、例えば、フォトトランジスタやフォトダイオードで構成され、被検出物体からの反射光やリモコンからの送信波を受信したときに動作し電気信号に変換する。
【００１１】
投光器と受光器とは１対として負荷をオンオフするスイッチとして、壁あるいは負荷の本体等に配設される。例えば、建家の部屋の照明用スイッチとして壁に配置される場合には従来スイッチと同様に複数対の投光器と受光器とがスイッチ操作の検知部として壁に密接して配設される。
【００１２】
制御回路は、被検出物体からの反射光を受光器から入力すると、主スイッチ回路を開閉操作し負荷への電源供給を制御する。また、複数個の受光器から一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には、最初に検出した検出信号に対して主スイッチ回路を開閉制御する。主スイッチ回路は、例えば半導体素子であるスイッチ素子を有し、スイッチ素子としては、例えば３端子双方向サイリスタであるトライアックが用いられる。
【００１３】
電源供給回路は、負荷に電源を供給する商用電源あるいはそれ以外の交流電源を整流して直流を供給するもの、または直流そのものを供給するものを含む。
【００１４】
本発明によれば、１対の投光器と受光器とが複数対近接して設けられスイッチ操作の検知部として使用される場合に、双方の受光器が投光器からの反射光を受光したときであっても、先に反射光を受光した受光器が応動するので、意図しないスイッチに検出信号が出力されてしまうことを防止できる。
【００１５】
請求項２の発明に係わる近接スイッチ装置は、請求項１の発明において、前記電源供給回路は、前記制御回路により時分割スイッチング動作を行う前記主スイッチ回路の主スイッチ開時に発生する主スイッチ両端電圧を整流する整流回路と；前記整流回路で得られた直流電圧を調整し前記投光器、前記受光器及び制御回路に電源を供給する電源回路と；を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、電源供給回路として主スイッチ回路の主スイッチ開時に発生する主スイッチ両端電圧を整流平滑して得るようにしたものである。本発明によれば、負荷に電源を供給する商用電源からではなく、主スイッチ回路の主スイッチ開時に発生する主スイッチ両端電圧から、投光器、受光器及び制御回路に制御電源を供給するので、近接スイッチ装置の配線を２線式とすることが可能となる。従って、２線式である従来スイッチを１対の投光器と受光器とを備えた２線式の近接スイッチ装置で容易に置き換えが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、１対の投光器と受光器とが複数対近接して設けられスイッチ操作の検知部として使用される場合に、双方の受光器が投光器からの反射光を受光したときであっても、先に反射光を受光した受光器が応動するので、操作目的のスイッチ操作を確実に行える。
【００１８】
請求項２の発明によれば、主スイッチ回路の主スイッチ開時に発生する主スイッチ両端電圧を基に、投光器、受光器及び制御回路に制御電源を供給するので、近接スイッチ装置の配線を２線式とすることが可能となる。従って、２線式である従来スイッチを１対の投光器と受光器とを備えた２線式の近接スイッチ装置で容易に置き換えが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる近接スイッチ装置のブロック構成図である。この第１の実施の形態では負荷がランプ１１であり、壁スイッチ１２に２対の投光器１３と受光器１４とを近接してスイッチ操作の検知部として配設し、ランプ１１の点消灯を行う場合を示している。
【００２０】
図１において、壁スイッチ１２には、投光器１３ａと受光器１４ａ、投光器１３ｂと受光器１４ｂがそれぞれ一対となって段部１５ａ、１５ｂに奥まって設置されている。段部１５ａ、１５ｂに奥まって投光器１３ａ、１３ｂ及び受光器１４ａ、１４ｂを配置しているのは、受光器１４ａ、１４ｂが投光器１３ａ、１３ｂの反射光以外の光を極力受光することがないようにするためである。一対の投光器１３ａと受光器１４ａとがランプ１１ａのスイッチとして動作し、同様に他の一対の投光器１３ｂと受光器１４ｂとがランプ１１ｂのスイッチとして動作する。一対の投光器１３ａと受光器１４ａは他の一対の投光器１３ｂと受光器１４ｂより上部に取り付けられている。
【００２１】
投光器１３ａ、１３ｂは、例えば赤外発光ダイオードで構成され、制御回路１６の発振部１７からパルス信号が入力される。これにより、投光器１３ａ、１３ｂはそのパルス信号に基づいた光信号を発信している。そして、人が手をかざしたとき投光器１３ａ、１３ｂからの光信号は手で遮られ、手で反射した反射光が受光器１４ａ、１４ｂに入射されて人がスイッチ操作したことを検出する。
【００２２】
受光器１４ａ、１４ｂは、投光器１３ａ、１３ｂから発信された光信号の物体（例えば人の手）からの反射光を受信するものであり、例えば、フォトトランジスタやフォトダイオードで構成され、光信号を電気信号に変換して検出部１８に出力する。検出部１８により反射光が受光器１４ａ、１４ｂに入力されたことが検出されたときは、その旨を判定部１９に出力する。
【００２３】
判定部１９は、発振部１７がパルス信号を出力中であることを確認し、反射光が受光されたとの検出があったときは人によるスイッチ操作が行われたと判断する。この場合、双方の受光器１４ａ、１４ｂから一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には最初に検出した検出信号に対してスイッチ操作が行われたと判断し、最初に検出した検出信号に対応するランプ１１ａ、１１ｂの点灯回路２０ａ、２０ｂに対して、その主スイッチ回路を開閉制御する。点灯回路２０ａ、２０ｂには負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに電源を供給する商用電源２１が接続されている。
【００２４】
電源供給回路２２は、負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに電源を供給する商用電源２１から直流電源を生成して、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６に直流電源を供給する。なお、電源供給回路２２としては、負荷に電源を供給する商用電源２１以外の交流電源を整流して直流を供給しても良いし、または直流そのものを供給するようにしても良い。
【００２５】
以上のように、近接スイッチである受光器１４ａ、１４ｂの検出信号の出力が上下の順に発生した場合は、上のスイッチ操作を許可し下のスイッチ操作を禁止する。一方、検出信号の出力が下上の順に発生した場合は、下のスイッチ操作を許可し、上のスイッチ操作を禁止する。以上の説明では、壁スイッチ１２に、２対の投光器１３と受光器１４とをスイッチ操作の検知部として上下一列に配設した場合について説明したが、２対の投光器１３と受光器１４とをスイッチ操作の検知部として左右一列に配設した場合についても同様に適用できる。この場合は、検出信号の出力が左右の順に発生した場合は、左のスイッチ操作を許可し右のスイッチ操作を禁止する。一方、検出信号の出力が右左の順に発生した場合は、右のスイッチ操作を許可し左のスイッチ操作を禁止する。
【００２６】
すなわち、壁スイッチ１２は概ね手のひらの面積よりも狭い範囲の面積内に複数個の検知部（１対の投光器１３と受光器１４）が配設されるので、複数個の検知部が一定時間内にそれぞれ検出信号を発生した場合には、その検出時間の差に基づいて先に検出信号の出力のあった検知部を選択して開閉制御する。これにより、操作しようとする目的の近接スイッチの操作を確実にし、操作を意図しない近接スイッチの誤操作を防止する。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態における電源供給回路２２の回路図である。負荷であるランプ１１ａ、１１ｂは点灯回路２０ａ、２０ｂに接続されており、ランプ１１ａ、１１ｂには商用電源２１から交流電力が供給される。点灯回路２０ａ、２０ｂは主スイッチ２３ａ、２３ｂの開閉制御によりランプ１１ａ、１１ｂに電力が供給されるようになっている。主スイッチ２３ａ、２３ｂは、例えばトライアックで構成されている。
【００２８】
電源供給回路２２は、主スイッチ２３ａ、２３ｂ開時に発生する主スイッチ両端電圧を抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂで分圧した電圧を入力し、整流器２４で整流して電源回路２５の定電圧ダイオードＤ１及び平滑コンデンサＣ１で平滑し、レギュレータ２６で調整して直流電源を得る。そして、レギュレータ２６から投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６に直流電源を供給する。
【００２９】
投光器１３ａ、１３ｂはレギュレータ２６からの直流電源を赤外発光ダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂに入力する。赤外発光ダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂには抵抗Ｒ２ａ、Ｒ２ｂ及びトランジスタＴｒ１ａ、Ｔｒ１ｂが直列接続されており、制御回路１６からのトランジスタＴｒ１ａ、Ｔｒ１ｂのオンオフ制御により、トランジスタＴｒ１ａ、Ｔｒ１ｂがオンのときに赤外発光ダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂから光を照射するようになっている。制御装置１６は、通常、一定周期のパルス信号に基づいてトランジスタＴｒ１ａ、Ｔｒ１ｂをオンオフ制御するので、一定周期の光信号が投光器１３ａ、１３ｂから出力される。
【００３０】
一方、受光器１４ａ、１４ｂは、レギュレータ２６からの直流電源をフォトダイオードＤ３ａ、Ｄ３ｂに入力する。フォトダイオードＤ３ａ、Ｄ３ｂには抵抗Ｒ３ａ、Ｒ３ｂが直列接続されており、フォトダイオードＤ３ａ、Ｄ３ｂが投光器１３ａ、１３ｂからの光の物体での反射光を受光したときはフォトダイオードＤ３ａ、Ｄ３ｂが導通し、抵抗Ｒ３ａ、Ｒ３ｂで発生する電圧をアンプ２７ａ、２７ｂで増幅して制御回路１６に入力するようになっている。
【００３１】
そして、制御回路１６は受光器１４ａ、１４ｂから一定時間内にそれぞれ検出信号を受信した場合には、最初に検出した検出信号に対して主スイッチ２３ａ、２３ｂを開閉制御する。その際、制御回路１６は時分割スイッチング動作を行い、電源供給回路２２に電力を供給し、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６への制御電源を得ることになる。
【００３２】
図３は、制御回路１６による時分割スイッチング動作で制御電源を得る場合の説明図である。負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに電力を供給する商用電源２１からの電圧は正弦波電圧であり、主スイッチ２３ａ、２３ｂは受光器１４ａ、１４ｂから反射波を入力した際に、正弦波そのものを負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに印加するのではなく、時分割スイッチング動作としての位相制御が行われた電圧を印加する。
【００３３】
すなわち、負荷であるランプ１１ａ、１１ｂへの電源供給時には位相角０°〜６０°の範囲と、１８０°〜２４０°の範囲でターンオンするように位相制御し、交流サイクルごと（０°〜６０°、１８０°〜２４０°）に発生する主スイッチ２３ａ、２３ｂのターンオフ時の主スイッチ２３ａ、２３ｂの両端電圧を抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂにより降圧して、ブリッジ整流器２４で直流電圧に変換して電源回路２５に出力する。その電源回路２５の平滑コンデンサＣ１で平滑し、レギュレータ２６から直流電圧を出力する。レギュレータ２６からの直流電圧は、投光器１３ａ、１３ｂの赤外発光ダイオードＤ２ａ、Ｄ２ｂ、受光器１４ａ、１４ｂのフォトダイオードＤ３ａ、Ｄ３ｂ、制御回路１６に入力される。
【００３４】
つまり、受光器１４ａ、１４ｂの出力に応じて、主スイッチ２３ａ、２３ｂを時分割スイッチング動作で開閉制御することにより、負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに電力を供給するとともに、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６に直流電源を供給する。従って、２線式により、負荷であるランプ１１ａ、１１ｂに電力を供給でき、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６にも制御電源を供給できる。
【００３５】
本発明の実施の形態によれば、１対の投光器１３ａ、１３ｂと受光器１４ａ、１４ｂとが複数対近接して設けられスイッチ操作の検知部として使用される場合に、双方の受光器１４ａ、１４ｂが投光器１３ａ、１３ｂからの反射光を受光したときであっても、先に反射光を受光した受光器１４ａ、１４ｂが応動するので、意図しないスイッチに検出信号が出力されてしまうことを防止できる。また、商用電源２１からではなく、主スイッチ２３ａ、２３ｂの開時に発生する主スイッチ両端電圧から、投光器１３ａ、１３ｂ、受光器１４ａ、１４ｂ及び制御回路１６に制御電源を供給するので、近接スイッチ装置の配線を２線式とすることが可能となる。従って、２線式である従来スイッチを１対の投光器１３ａ、１３ｂと受光器１４ａ、１４ｂとを備えた２線式の近接スイッチ装置で容易に置き換えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる近接スイッチ装置のブロック構成図。
【図２】本発明の実施の形態における電源供給回路の回路図。
【図３】本発明の実施の形態における制御回路による時分割スイッチング動作で制御電源を得る場合の説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１１…ランプ、１２…壁スイッチ、１３…投光器、１４…受光器、１５…段部、１６…制御回路、１７…発振部、１８…検出部、１９…判定部、２０…点灯回路、２１…商用電源、２２…電源供給回路、２３…主スイッチ、２４…整流器、２５…電源回路、２６…レギュレータ、２７…アンプ
【図１】
2005147972.tif 000003
【図２】
2005147972.tif 000004
【図３】
2005147972.tif 000005